减速相对论性壳层的瑞利-泰勒不稳定性及其对伽马射线暴的影响

对描述相对论性壳层与周围介质相互作用的自相似解进行了全局线性稳定性分析。结果表明，该解对于角尺度小于因果尺度的对流瑞利-泰勒模态是不稳定的。更长波长的模态是稳定的并随时间衰减。对于具有足够大球谐度$l$的模态，无量纲增长率与$\sqrt{l/\Gamma}$成比例，其中$\Gamma$是壳层的洛伦兹因子。不稳定性始于分隔被激波加热的抛射物和被激波加热的环境气体的接触界面，并向激波传播。反向激波前沿对不稳定性响应迅速，并在早期表现出快速增长的畸变。向前向激波的传播较慢，预计在不稳定性传递到前向激波之前，接触界面附近的区域将变得完全湍流。Blandford-McKee爆炸波解的非普适性表明，由不稳定性在被激波加热的环境介质中产生的湍流可能随时间缓慢衰减，并可能是爆炸波演化长时间段内磁场的起源。我们还推测，这种不稳定性可能影响伽马射线暴早期后瞬时阶段中被激波加热的抛射物的辐射。